-彬長660MW超超臨界CFB示范項目環(huán)保技術(shù)方案設(shè)想

1、*彬長660MW超超臨界CFB示范工程環(huán)保技術(shù)方案設(shè)想隨著國家大型煤碳基地集約、規(guī)?；_展，煤炭入洗率 的提高，我國西部新開發(fā)建設(shè)的大型煤炭生產(chǎn)基地將集中產(chǎn) 生大量的煤泥和訐石。根據(jù)國家能源開展規(guī)劃、低熱值煤產(chǎn) 業(yè)開展政策，結(jié)合自身煤炭綠色開發(fā)利用、CFB發(fā)電機組建 設(shè)運行經(jīng)驗，神華集團主動擔(dān)負(fù)了科技部國家重點研發(fā)計劃 “超超臨界CFB鍋爐技術(shù)研發(fā)與示范工程”課題任務(wù)，并擬 在彬長礦區(qū)建設(shè)660MW高效超超臨界CFB發(fā)電機組（國家級 的工程示范正在申請中），實現(xiàn)煤泥、訐石就地高效轉(zhuǎn)化利 用，進一步提升低熱值煤綜合利用水平，促進礦區(qū)綠色開展。1工程概況工程地處國家規(guī)劃建設(shè)的14個大型煤炭基地中心

2、一彬 長礦區(qū)，屬煤電一體化電源工程，工程配套煤礦及選煤廠已 核準(zhǔn)并建成投產(chǎn)，建設(shè)規(guī)模400萬噸/年。工程廠址位于某省*市規(guī)劃的*嫄現(xiàn)代煤化工園區(qū) 電力產(chǎn)業(yè)區(qū)內(nèi)，距*市120km、*市95km、配套的煤礦2kmo 工程規(guī)劃建設(shè)容量2X660M肌 本期建設(shè)世*臺燃用煤泥、 稈石等低熱值煤的660MW超高參數(shù)、超低排放、超低能耗（簡 稱“三超”）CFB發(fā)電機組；鍋爐蒸發(fā)量為1915t/h的高效超 超臨界參數(shù)（29. 4股/605。/623。0循環(huán)流化床直流爐、單 爐膛單布風(fēng)板、固態(tài)排渣、半露天布置的燃煤鍋爐，鍋爐效 率三93%。工程總投資26. 4億元；年需燃煤約190萬噸，煤泥和阡 石占比大于70

3、%,燃煤以工程配套的煤礦及選煤廠為主（供給 燃煤55%以上），低熱值煤缺陷局部由彬長礦區(qū)內(nèi)運輸距離小 于30公里的其它煤礦供給;水源為城市中水；電力依托關(guān)中 負(fù)荷中心定位為某省內(nèi)消納，擬采用330kV電壓等級接入* 電網(wǎng)。2國內(nèi)超臨界CFB機組環(huán)保技術(shù)路線近幾年來，隨著神華白馬世*臺600MW超臨界循環(huán)流 化床示范電站和*國金、華電*、神華河曲、徐礦華美、 粵華*等14臺350MW超臨界CFB機組的成功投運，我國CFB 技術(shù)得到了快速的開展。為滿足國家最新環(huán)保排放要求，已 投運的超臨界CFB機組均實現(xiàn)了超低排放，即粉塵V 10mg/Nm3, S0235mg/Nm3, N0X50mg/Nm3,技

4、術(shù)路線主要 以石灰石一石膏濕法脫硫為核心的濕法超低排放技術(shù)和以 循環(huán)流化床半干法脫硫除塵一體化技術(shù)為代表的半干法超 低排放技術(shù)。1濕法超低排放技術(shù)路線以石灰石一石膏濕法脫硫為核心的濕法超低排放技術(shù) 路線，主要由選擇性非催化復(fù)原法（SNCR）+高效除塵器+石灰 石一石膏法濕法脫硫+濕式電除塵器（視情況選擇）組成，如 圖1所示。該技術(shù)路線是將煤粉爐成熟的超低排放技術(shù)移植 到CFB發(fā)電機組上，在徐礦華美2X350MWCFB機組、*河坡 2X350MWCFB機組等多家電廠得到成功應(yīng)用，實現(xiàn)超低排放。2半干法超低排放技術(shù)路線以煙氣循環(huán)流化床半干法脫硫除塵一體化技術(shù)為核心 的半干法超低排放技術(shù)路線，由SN

5、CR+預(yù)電除塵器（可選）+ 煙氣循環(huán)流化床半干法脫硫除塵一體化裝置組成，如圖2所 示。目前，半干法超低排放技術(shù)路線在神華河曲2X350MW 超臨界CFB機組、*國金2X350MW超臨界CFB機組等300MW 級CFB鍋爐機組上得到成功應(yīng)用，實現(xiàn)超低排放。3本工程實現(xiàn)超低排放的技術(shù)方案本工程燃用以訐石、濕煤泥為主的高灰分、中低硫混煤, 設(shè)計煤種的全水分19. 1%、收到基灰分31.34%、干燥無灰基 揮發(fā)分33. 52%、收到基氮0.4%、全硫0.63%。具體見表1。INOx超低排放技術(shù)方案循環(huán)流化床低本錢控制污染物技術(shù)已經(jīng)在200MW級及以 下的CFB鍋爐上開展實踐驗證，在燃用不同煤質(zhì)情況下，

6、通 過爐內(nèi)氣固流動特性組織強化復(fù)原性氣氛，降低NOx生成, 在煙氣脫硝裝置不投入的條件下，實現(xiàn)了機組負(fù)荷穩(wěn)定情況 下鍋爐原始NOx排放濃度低于50mg/Nm3 (在2040mg/Nni3范 圍)。上述理論研究和實踐檢驗，為660MW超超臨界CFB鍋 爐NOx的控制提供了技術(shù)借鑒。結(jié)合上述研究成果和設(shè)計運行經(jīng)驗，神華集團聯(lián)合鍋爐 制造廠、科研院所開展了 660MW超超臨界CFB示范工程NOx 超低排放技術(shù)研究，通過循環(huán)回路均勻性設(shè)計、床溫控制、 優(yōu)化爐內(nèi)流場和溫度場、提高床層質(zhì)量、優(yōu)化配風(fēng)等技術(shù), 進一步挖掘爐內(nèi)抑氮潛力，創(chuàng)造爐內(nèi)高效分級燃燒和復(fù)原抑 氮的氣氛。本工程采用上述CFB低NOx燃燒技

7、術(shù)，同步安裝非選擇 性催化復(fù)原(SNCR)煙氣脫硝裝置，實現(xiàn)煙囪出口 NOx排放濃 度不高于20mg/Nm3o2S02超低排放技術(shù)方案鑒于CFB爐內(nèi)S02和NOx的生成機理在一定條件下存在 相互影響(隨著爐內(nèi)鈣硫摩爾比的提高，NOx的排放濃度會增 加)，為實現(xiàn)爐內(nèi)NOx源頭控制技術(shù)突破，并考慮粉煤灰綜 合利用因素，工程爐內(nèi)不脫硫。由于本工程擬建設(shè)國家級示 范工程，為便于今后各科研院校在工程鍋爐上開展科研實驗, 如試燒其他煤種、研發(fā)1OOOMWCFB鍋爐等，同期建設(shè)爐內(nèi)脫 硫裝置，爐內(nèi)脫硫效率按90%考慮。目前，300MW級CFB鍋爐爐外脫硫工藝普遍采用石灰石 一石膏濕法和循環(huán)流化床半干法脫硫工

8、藝。鑒于，國家環(huán)保 部于20*年5月21日發(fā)布了火電廠污染防治可行技術(shù)指 南(HJ230120*),規(guī)范了火電廠污染物實現(xiàn)超低排放的 技術(shù)方案，且明確規(guī)定“在缺水地區(qū)、吸收劑質(zhì)量有保證的 條件下，對于入口 S02濃度不大于1500mg/Nm3的300MW級 以下的燃煤機組，可選擇煙氣循環(huán)流化床脫硫技術(shù)?？紤]循 環(huán)流化床鍋爐的爐內(nèi)脫硫效率，煙氣循環(huán)流化床脫硫技術(shù)可 用于300MW級及以下燃用中低含硫煤的循環(huán)流化床機組”。 另外，工程假設(shè)采用循環(huán)流化床半干法脫硫工藝，采用一爐單 塔、一爐雙塔或多塔的運行穩(wěn)定性問題沒有很好的經(jīng)驗借鑒, 尚需要進一步研究與研發(fā)。綜合以上因素，工程采用成熟可靠的爐外全煙

9、氣石灰石 一石膏濕法脫硫工藝，按兩級脫硫吸收塔串聯(lián)方式，吸收塔 出口設(shè)計三級新型高效屋脊式除霧器或管束式除塵器，實現(xiàn) 脫硫效率三99. 7%, S02排放濃度W10mg/Nm3。3粉塵超低排放技術(shù)方案目前，國內(nèi)火電機組實現(xiàn)粉塵超低排放的成熟技術(shù)路線 有高效干式除塵器+脫硫協(xié)同除塵和高效干式除塵器+脫硫 協(xié)同除塵+濕式靜電除塵器兩種。鑒于本工程燃用灰分較高 的低熱值煤，為確保粉塵長期穩(wěn)定到達超低排放，采用布袋 除塵器（梆*度濾料）+石灰石石膏濕法脫硫（含高效除霧 器）+濕式靜電除塵器的技術(shù)方案，布袋除塵器效率三99. 98%, 濕法脫硫協(xié)同除塵效率50%,濕式靜電除塵器除塵效率75%, 實現(xiàn)粉塵

10、排放濃度Wlmg/Nm3。4汞超低排放技術(shù)方案目前，對于燃煤煙氣脫汞技術(shù)而言，美國活性炭吸附劑 噴射脫汞技術(shù)是普遍應(yīng)用且較成熟的一種方法，該技術(shù)脫汞 效率可達90%以上，但運行本錢很高;20*年，國內(nèi)科研單位 針對*電廠4號300MW機組開展改性飛灰實驗，研究結(jié)果 說明改性飛灰吸附脫汞技術(shù)的脫汞效率也能夠到達90%,與 美國通用的活性炭吸附脫汞技術(shù)現(xiàn)場比照結(jié)果說明，吸附效 果一樣，運行本錢為其1/51/10。根據(jù)火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13223-20*） 對汞及其化合物的排放限值要求，工程采用改性飛灰吸附脫 汞技術(shù)，該技術(shù)通過對飛灰開展機械力和化學(xué)改性形成脫汞 吸附劑，然后在線噴射到鍋

11、爐煙道中吸附煙氣中的氣相汞， 于20*年在神華集團*電廠300MW機組開展了工程示范、 20*年在神華*電廠1000MW機組成功應(yīng)用，運行結(jié)果說明 汞排放濃度低于3ug/Nin3。該技術(shù)具有脫汞效率較高，運行 靈活可靠，本錢低的優(yōu)勢，可保證工程汞污染排放濃度低于 3 口 g/Nm3,力爭低于 1 口 g/Nm3o5廢水資源化利用技術(shù)方案工程貫徹節(jié)約用水、一水多用、綜合利用和重復(fù)利用的 原那么，采用經(jīng)濟合理的先進節(jié)水措施，廢污水設(shè)計全部回用 不外排。工程生產(chǎn)用水采用城市中水，備用水源為礦井疏干 水；主機排汽冷卻采用間接空冷節(jié)水系統(tǒng)，輔機冷卻系統(tǒng)采 用基本無水耗的干式冷卻系統(tǒng)；脫硫廢水和高鹽廢水全

12、部用 于煤泥調(diào)濕；含煤廢水處理后全部回用于輸煤系統(tǒng)沖洗水。 通過以上節(jié)水措施，機組耗水指標(biāo)控制在0. 06nl3/s.GW以內(nèi)。4總結(jié)基于本工程燃煤特性，結(jié)合國內(nèi)超臨界CFB鍋爐超低排 放技術(shù)現(xiàn)狀，為積極踐行神華集團“1245”清潔能源開展戰(zhàn) 略，本工程擬在超低排放根底上，進一步向煙塵Img/Nm3. 二氧化硫10mg/Nm3.氮氧化物20mg/Nni3的更優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)努力。 經(jīng)初步分析，形成的環(huán)保技術(shù)方案為：爐內(nèi)脫硝+爐內(nèi)脫硫 (預(yù)留)+布袋除塵器+爐外石灰石一石膏濕法脫硫+濕式靜電 除塵器。l)N0 x超低排放方面。采用CFB低NOx燃燒技術(shù)，鍋爐 原始NOx排放濃度力爭小于50mg/Nm3,同步安裝非選擇性催 化復(fù)原(SNCR)煙氣脫硝裝置，實現(xiàn)煙囪出口 NOx排放濃度不 高于 20mg/Nm3o2)S02超低排放方面。采用爐外兩級串